Transparansi Tartrazin – Bagaimana Pewarna Makanan yang Umum Digunakan Ini Dapat Meningkatkan Perawatan Kesehatan

Pandangan Lebih Baik untuk Wawasan Ilmiah

Penelitian medis sangat bergantung pada studi pada model hewan, dan kemajuan kami dalam bidang kedokteran telah sangat dipengaruhi oleh metode analitis yang lebih baik, termasuk semua komponen multiomik: genomik, transkriptomik, proteomik, metabolomik, dll.

Namun terkadang, pengamatan yang jauh kurang canggih justru paling berguna. Misalnya pergerakan organ, ukuran pembuluh darah, dll. Ini lebih rumit daripada yang terdengar, karena tidak praktis maupun memungkinkan dengan anggaran yang wajar untuk menggunakan teknik pencitraan canggih seperti pemindai dan MRI pada ribuan tikus per bulan.

Idealnya, peneliti ingin dapat melihat langsung ke dalam tubuh dan organ spesimen uji, dengan biaya serendah mungkin.

Hal ini mungkin segera menjadi kenyataan, berkat kerja tidak kurang dari 21 peneliti di Universitas Stanford. Mereka menemukan bahwa molekul pewarna umum yang digunakan sebagai pewarna makanan dapat secara efektif membuat tubuh tikus menjadi “transparan” untuk analisis, dan mempublikasikan hasil mereka di jurnal bergengsi Science, dengan judul “Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules“.

Cara Melihat Melalui Tubuh

Penelitian dimulai dengan mengamati keterbatasan banyak metode pencitraan optik jaringan dalam, termasuk mikroskopi dua-foton, pencitraan fluoresensi near-infrared-II, dan pembersihan jaringan optik.

Semua metode tersebut memberikan beberapa wawasan, tetapi masing‑masing kekurangan kedalaman penetrasi dan resolusi yang cukup atau tidak cocok untuk hewan hidup. Jadi visualisasi internal yang baik pada hewan hidup masih menjadi kebutuhan yang belum terpenuhi di kalangan ahli biologi dan peneliti medis.

Para peneliti merumuskan teori berdasarkan prinsip fisika yang disebut model osilator Lorentz. Tanpa masuk ke detail mendalam tentang fisika yang terlibat, ini adalah prinsip yang menentukan bagaimana atom merespon gelombang elektromagnetik (yang mencakup cahaya tampak dan tak tampak).

Berdasarkan prinsip fundamental ini, para peneliti menyimpulkan bahwa molekul tertentu, ketika dilarutkan dalam air, akan meningkatkan indeks bias larutan berbasis air.

Akibatnya, air dan lipid akan memiliki indeks bias yang hampir sama, menjadikan seluruh tubuh transparan terhadap frekuensi cahaya tertentu.

Sumber: Science

“Kami memprediksi bahwa molekul pewarna dengan resonansi absorpsi tajam pada spektrum near-ultraviolet (300 hingga 400 nm) dan wilayah biru spektrum tampak (400 hingga 500 nm) efektif dalam meningkatkan bagian nyata indeks bias medium berair pada panjang gelombang yang lebih panjang ketika dilarutkan dalam air.

Sebagai hasilnya, pewarna yang larut dalam air dapat secara efektif mengurangi kontras RI antara air dan lipid, menghasilkan transparansi optik pada jaringan biologis hidup.”

Menemukan Tartrazin

Dari wawasan teoretis tersebut, mereka melanjutkan pencarian molekul pewarna nyata yang memenuhi karakteristik yang dibutuhkan. Mereka menemukan bahwa tartrazin, sebuah pewarna makanan umum yang disetujui oleh Badan Pengawas Obat dan Makanan Amerika Serikat (FDA).

Mereka menemukan bahwa tartrazin memiliki efek membuat kulit, otot, dan jaringan ikat menjadi transparan secara reversibel pada hewan pengerat hidup. Pengujian pada hidrogel penyebar yang meniru jaringan serta jaringan biologis ex vivo (diambil/ekstraksi), mereka juga menemukan bahwa resolusi gambar dapat diturunkan hingga tingkat mikrometer.

Sumber: Science

“Mice Transparan”

Secara praktik, ini berarti bahwa di bawah kondisi cahaya yang tepat, para peneliti dapat mengamati jaringan yang lebih dalam, melihat menembus kulit dan jaringan permukaan tikus.

Sumber: Science

Dengan menggunakan molekul pewarna penyerap, kami dapat mengubah perut tikus hidup yang biasanya tidak tembus menjadi medium transparan. “Perut transparan” ini memungkinkan visualisasi langsung neuron enterik yang dilabeli protein fluoresen, menangkap gerakan mereka yang mencerminkan motilitas usus yang mendasari pada tikus hidup.

Pendekatan ini dapat digunakan untuk bagian lain dari tubuh tikus selain perut, misalnya “kulit kepala tikus untuk memvisualisasikan pembuluh darah otak dan tungkai belakang tikus untuk pencitraan mikroskopik resolusi tinggi pada sarkomer otot”.

Hal ini juga menunjukkan bahwa agen serupa lainnya dapat ditemukan dan diterapkan, mungkin dengan efisiensi yang lebih tinggi, serta biaya penggunaan yang lebih rendah.

Berinvestasi dalam Pencitraan Biologis

Sejak awal kedokteran modern, kemajuan ilmiah didorong oleh perbaikan alat observasi, mulai dari mikroskop pertama hingga sequencer genom modern saat ini.

Hal ini masih berlaku hingga kini, dengan banyak teknik baru muncul, mulai dari “tikus transparan” yang dibahas di sini hingga visualisasi 3D canggih dari jaringan hidup.

Jika Anda tidak tertarik memilih perusahaan biotek atau pencitraan medis, Anda juga dapat melihat ETF seperti Global X Aging Population ETF (AGNG), ARK Genomic Revolution ETF (ARKG), atau Vanguard Health Care ETF (VHT) yang akan memberikan eksposur yang lebih terdiversifikasi untuk memanfaatkan pertumbuhan industri perawatan kesehatan dan bioteknologi yang berfokus pada umur panjang.

Atau Anda dapat merujuk ke artikel kami tentang “5 Perusahaan Sequencing Genom Terbaik”.

Perusahaan Pencitraan Medis & Data

1. Illumina, Inc.

Illumina adalah perusahaan genomik terkemuka, jauh terbesar dan paling mapan di industri, dengan pendapatan $1,2 Miliar, yang tumbuh 11 % CAGR dalam 5 tahun terakhir.

Sumber: Illumina

Seperti kebanyakan perusahaan sequencing genom, Illumina menghasilkan uang dengan menjual sequencer, tetapi sebagian besar dari penjualan konsumen yang digunakan oleh sequencer, dengan pendapatan per mesin biasanya meningkat seiring waktu karena penggunaan penuh kapasitas.

Model sequencer genom baru perusahaan, NovaSeqX, menjadi hit, dengan total 390 pengiriman pada tahun 2023. Hal ini mempercepat adopsi sequencing genom massal di antara klien Illumina dengan lebih banyak analisis multi‑omics (menggabungkan beberapa teknik “‑omics”) dan skala lebih besar untuk analisis sel tunggal serta spatial.

Saat membahas Illumina, diperlukan penjelasan panjang tentang aplikasi genomik baru, deteksi kanker dalam sampel darah yang disebut liquid biopsy. Illumina mengerjakan teknologi ini dan kemudian memisahkannya menjadi perusahaan bernama Grail.

Grail sangat sukses dari sisi teknis dan komersial, dengan 7.500 penyedia yang meresepkan tes Grail dan telah melewati tonggak 100.000 tes yang dilakukan. Ia juga mendeteksi 92 % relaps kanker pada 6 jenis kanker darah yang berbeda.

Beberapa tahun kemudian, Illumina akan mengakuisisi kembali perusahaan ini dengan harga jauh lebih tinggi.

Hal ini menimbulkan beberapa masalah. Pertama, otoritas regulatori di AS dan UE mengkhawatirkan risiko monopoli, dengan Illumina sebagai pemasok mesin sequencing genom bagi banyak pesaing Grail.

Ini menghasilkan denda €432 juta dari UE. Jika keputusan yang melarang akuisisi ini tidak diselesaikan, “Illumina akan menjual Grail dalam waktu satu tahun jika tidak memenangkan tantangannya di pengadilan UE.”

Sumber: Illumina

Serangkaian masalah lain muncul dari kondisi spin‑off Grail yang mahal, penggalangan dana, dan reintegrasi kembali ke Illumina.

Investor aktivis Carl Icahn telah menyerang dewan perusahaan dan menyiratkan bahwa mungkin ada tindakan tidak jujur atau jahat yang dilakukan demi kepentingan orang dalam melawan kepentingan pemegang saham. SEC juga sedang menyelidiki hal ini.

Sejauh ini, CEO telah diganti, seorang anggota dewan lain telah mengundurkan diri, 4 anggota dewan baru telah dilantik, dan Illumina telah menerbitkan “Stewardship-Focused Update.” Anda juga dapat membaca lebih lanjut tentang kecurigaan dan tuduhan ini dalam rangkaian artikel oleh Non-GAAP investing.

Saham perusahaan telah turun tajam dari puncaknya pada Juli 2021 hampir 80 %, kembali ke level 2013.

Situasi ini cukup mengejutkan bagi perusahaan besar dan mapan seperti Illumina, terlepas dari kebenaran tuduhan tersebut, karena mencerminkan keputusan manajemen yang buruk untuk menjual Grail pada awalnya. Setidaknya, hal ini terbukti menjadi kesalahan yang mahal.

Investor akan ingin menilai apakah mereka siap mengikuti jejak Carl Icahn, investor aktivis legendaris dan kontroversial dengan rekam jejak mengesankan.

Dan jika tata kelola yang buruk selama beberapa tahun terakhir kini sudah tercermin sepenuhnya dalam harga, mungkin telah merusak valuasi perusahaan secara berlebihan dibandingkan dengan kepemimpinan bisnisnya yang sangat kuat dalam sequencing genetik.

2. 10x Genomics, Inc.

10x Genomics (TXG ) adalah pemimpin dalam biologi spasial, yang mempelajari genom dan transkriptom dalam 3D, memungkinkan visualisasi aktivitas gen pada tingkat seluler bahkan intraseluler.

Perusahaan ini didirikan pada tahun 2012, dengan Serge Saxonov di antara para pendirinya, direktur R&D perusahaan tes genom pribadi 23andMe.

10x Genomics tumbuh dengan kombinasi R&D (lebih dari $1 Miliar yang diinvestasikan dalam R&D hingga kini) dan akuisisi. Secara khusus, platform Visium diperoleh melalui akuisisi Spatial Transcriptomics pada tahun 2018.

Sumber: 10x Genomics – 10x Genomics acquisitions timeline

Inilah cara 10x Genomics memperoleh platform Xenium dengan mengakuisisi Readcoor dan Cartana pada tahun 2020.

Pada tahun 2020, mereka juga meluncurkan platform Chromium, yang diperbarui setahun kemudian menjadi Chromium X.

Melalui akuisisi Tetramer Shop pada tahun 2021, 10x Genomics juga meluncurkan BEAM (Barcode Enabled Antigen Mapping) pada tahun 2022. Ini memungkinkan peneliti mengidentifikasi komponen sistem imun secara detail. Hal ini dapat berdampak besar pada riset imunologi dan penyakit baru.

Pendapatan tumbuh 17 % tahun‑ke‑tahun pada Q2 2023, didorong oleh penjualan Xenium, dengan tonggak 100 unit terjual terlampaui pada Agustus 2023.

Perusahaan juga meraih kemenangan penting pada September 2023 melawan pesaing utamanya, Nanostring. Nanostring kini dilarang menjual instrumen CosMx Spatial Molecular Imager (SMI) di sebagian besar UE karena melanggar paten 10x Genomics.

Perusahaan masih berada pada tahap awal, agak mirip dengan masa awal Illumina. Untuk saat ini, biologi spasial terbatas pada dunia penelitian akademik dan fundamental. Namun seperti banyak bioteknologi, ia mungkin suatu hari menjadi luas, perlahan menjadi alat medis, dan kemudian menjadi tes “rutin”. Bagaimanapun, kumpulan mesin yang terpasang terus bertambah seharusnya mendorong penjualan konsumen dan pertumbuhan pendapatan.